同位素在土壤生态学中的应用.ppt

同位素在土壤中的应用;提要;放射性：元素的原子核自行放射出看不见的、具有一定穿透力的射线的性质称为放射性。

放射性衰变：不稳定的核自发地改变和结构、并放射出射线，转变成另一种核或过渡到另一种状态的现象。〔射线α、β、γ或光子〕

同位素分馏效应：一种元素的同位素之间，由于质量的不同或核自旋，会使它们在物理、化学、生物学等性质方面表现出一定的差异，这种现象称为同位素效应。;丰度〔AP〕：自然界中存在的某一元素的各同位素间组成关系〔表示：原子分数，分子分数〕

原子百分超：样品中某核素的丰度与天然丰度只差。

同位素比值R：同位素丰度比，指某一元素的重同位素丰度与轻元素丰度之比，如D/H,13C/12C;;;放射性同位素的应用;PET的原理：

常用的放射性核素有：11C,13N,15O,18F,22Na,45V,52Mn,52Fe,68Zn,105Cd,107Cd。它们衰变产生的正电子与物质中的负电子作用，发生湮灭，生成两个γ光子，扫描仪记录γ光子的时空分布，从而探测放射性核素的位置和参与的过程。;同位素稀释法测定根系周转;姜炳棋等，威廉腔环蚓对14C-土壤有机质转化的研究，2011;20℃下,14C-SOM在对照土壤和蚯蚓处理土壤中以移出蚯蚓时间点〔矿化第15d〕为起始点的累积矿化率;刘微，水稻转Bt〔苏云金芽孢杆菌〕基因对植株光合产物分配的影响，2009;不同基因型水稻各生育期根际土壤磷脂脂肪酸种类和含量变化.

(a):苗期;(b):拔节期;(c):抽穗期;(d):成熟期.

;土壤有机质周转率

;假定有机质分解遵从一级动力学方程，那么土壤中有机碳和14C的变化可以用以下方程表示：;;在2005年取得一土壤样品，经过物理化学方法将土壤有机质分成三个组分，分别占土壤总有机碳的10%，30%和60%，它们的14C比活度分别为13.6、14.2、14.6dpmg-1C；假设大气14CO2的Δ(‰)的时间动态符合下述方程：

1955-1964年：

y=5.408(x-1955)2+53.445(x-1955)

1964-2005年：

y=20096(x-1955)-1.3918-25

现代碳标准的放射性比活度为13.6dpmg-1C;稳定性同位素混合的应用;Pb;例：江南大学占茉莉土壤铅污染对西湖龙井的铅的奉献;不同层位土壤剖面中稳定同位素的变化规律及与水分迁移的关系

;田立德姚檀栋TSUJIMURA孙维贞2002

;蒸发土壤水与下渗降水混合的同位素组成示意图;那曲1998年夏季降水及不同深度土壤剖面中18O随时间的变化;同位素在食物链的研究中应用;苏晓梅,应用稳定性同位素探讨洞穴生态系统食物网结构和营养级关系，2008;东风洞洞穴生态系统食物网样品的δ13C和δ15N组成

;东风洞穴生态系统食物网中各样品营养级位置

;同位素分馏在土壤生态学应用;思路;KeelingPlot模型;1.抽取不同时间段气体做15N同位素分析;T1时刻，N2O〔硝化+反硝化〕，N2O〔反硝化〕/〔CM，δm〕；

T2时刻，N2O〔硝化+反硝化〕，N2O〔反硝化〕/〔CM，δm〕；;三克油！